Question

7．在20℃时，在一刚性容器内部有一个不漏气且可滑动的活塞将容器分隔成左右两室．左室充入氮气，右室充入氢气与氧气的混和气体，活塞恰好停留在离左端的四分之一处，然后引燃氢、氧混和气体，反应完毕后恢复至原来温度，活塞恰好停在中间，如果忽略水蒸气体积，则反应前氢气与氧气的体积比可能是（　　）

• A． 3：4
• B． 4：5
• C． 2：1
• D． 4：3

Answer 1

分析 左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，设氮气的物质的量为1mol，则开始时氢气、氧气总物质的量为3mol，引燃氢、氧混和气体，反应后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间，说明反应后左右气体的物质的量相等，即右室剩余气体为1mol，可能为氧气，也可能为氢气，结合方程式计算解答．

解答 解：左右压强相等，气体的物质的量之比等于体积之比，设氮气的物质的量为1mol，则开始时氢气、氧气总物质的量为3mol，引燃氢、氧混和气体，反应后恢复至原来的温度，活塞正好停留在容器的中间，说明反应后左右气体的物质的量相等，即右室剩余气体为1mol，
若右室剩余气体为氧气，参加反应的氧气、氢气总为3mol-1mol=2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，可知氢气为2mol×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{3}$mol，则氧气为3mol-$\frac{4}{3}$mol=$\frac{5}{3}$mol，故反应前氢气与氧气的体积比为$\frac{4}{3}$mol：$\frac{5}{3}$mol=4：5；
若右室剩余气体为氢气，参加反应的氧气、氢气总为3mol-1mol=2mol，由2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O，可知氧气为2mol×$\frac{1}{3}$=$\frac{2}{3}$mol，则氢气为3mol-$\frac{2}{3}$mol=$\frac{7}{3}$mol，故反应前氢气与氧气的体积比为$\frac{7}{3}$mol：$\frac{2}{3}$mol=7：2，
故选：B．

点评 本题考查混合物计算、阿伏伽德罗定律及其推论，关键明确是左右两室的压强、气体物质的量相等，题目难度中等．